(1)"唯一性"问题是数学中的常见问题,常见的词语有"唯一""有且只有一个""仅有一个"等.这类问题通常既要证明"存在性",又要证明"唯一性".
(2)证明"存在性"一般比较简单,多数采用直接证明的方法,但"唯一性"的证明需要用反证法,通常可假设"存在两个..."或"至少有两个"等,再经过推理论证,得出矛盾.
用反证法证明:过已知直线a外一点A有且只有一条直线b与已知直线a平行.
证明:由两条直线平行的定义可知,过点A至少有一条直线与直线a平行.假设过点A还有一条直线b′与已知直线a平行,即b∩b′=A,b′∥a.又b∥a,由平行公理知b′∥b.这与假设b∩b′=A矛盾,所以假设错误,原命题成立.
探究点3 用反证法证明"至多""至少"命题
设f(x)=x2+bx+c,x∈[-1,1],证明:当b<-2时,f(x)在其定义域内至少存在一个x,使|f(x)|≥成立.
【证明】 假设不存在x∈[-1,1]使|f(x)|≥成立,
则对任意x∈[-1,1]都有-<f(x)<成立.
当b<-2时,x=->1,
所以f(x)在[-1,1]上是单调递减函数,
所以⇒b>-,与b<-2矛盾.
故假设不成立,因此当b<-2时,f(x)在其定义域内至少存在一个x,使|f(x)|≥成立.
(1)对于结论中含有"至多""至少"等词语的命题,若直接从条件推证,解题方向不明确,过程不可推测,不易证明,则可考虑用反证法证明.
(2)注意"至少有一个""至多有一个""都是"的否定形式分别为"一个也没有""至少有两个""不都是".
设a>0,b>0,且a+b=+,求证:a2+a<2与b2+b<2至多有一个成立.
证明:因为a+b=+=,
因为a>0,b>0,
所以ab=1.
假设a2+a<2与b2+b<2同时成立,
则由a2+a<2及a>0得0<a<1;同理0<b<1,
从而ab<1,这与ab=1矛盾,故a2+a<2与b2+b<2至多有一个成立.
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